TWI719170B - 保護元件 - Google Patents

Abstract

能將來自發熱體之熱有效率的傳遞至熔絲元件以防止熱之擴散，據以提供一種速熔斷性優異之保護元件。

熔絲單元1，具備絕緣基板2、在絕緣基板2之表面2a彼此對向設置的第1表面電極3及第2表面電極4、發熱體5、電性連接於發熱體5的發熱體引出電極6、跨接於第1表面電極3、第2表面電極4及發熱體引出電極6並因發熱體5之加熱而熔融以遮斷第1表面電極3及第2表面電極4間之電流路徑的熔絲元件7、設在絕緣基板2之背面2b的第1背面電極3a及第2背面電極4a、以及形成在絕緣基板2之側面2c、2d、2c並分別連接第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面電極4a而在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間構成連接第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面電極4a之所有電流路徑的第1側面導電部3b及第2側面導電部4b。

Description

保護元件

本發明係關於構裝在電流路徑上，在超過額定之電流流過時，藉由加熱器之加熱使熔絲元件熔斷以遮斷該電流路徑的保護元件。

本申請案，以日本2016年3月23日提出申請之日本專利出願號特願2016-058426為基礎主張優先權，參照該申請案並援用於本申請案。

一直以來，有使用一種在流過超過額定之電流時藉由加熱器之加熱使熔絲元件(fuse element)熔斷，以遮斷該電流路徑之保護元件。此種保護元件，較為人知的是形成為在基板上搭載電極及熔絲元件之功能型晶片，將此晶片構裝在電路基板上之表面構裝型者。

上述保護元件，由於係根據來自外部電路之訊號對加熱器通電進行加熱以使熔絲元件熔斷，因此能以基於外部電路控制之時機遮斷電流路徑之如開關般的使用方式。此種保護元件，係用作為例如鋰離子電池等二次電池之保護電路。

近年來，於鋰離子電池等二次電池之用途上被要求能有大電流輸出，例如電動輔助自行車及電電動工具等日漸增加，而有使用保護電路之額定電流提高、能耐大電流之保護元件。

專利文獻1記載之技術，係揭示使用了可因應大電流之熔絲 元件的保護元件。

先行技術文獻

[專利文獻1]特開2015-035281號公報

然而，上述專利文獻1記載之技術，雖未明確揭示從絕緣基板表面導通至背面之電流路徑，但為因應大電流，若僅有絕緣基板側面之導電路徑則電阻值過大，而需要形成直接連通絕緣基板之表面、背面的通孔(through-hole)、或將通孔內以導電體填埋之電流路徑，以謀求降低電阻值。

又，上述專利文獻1記載之技術，在形成直接連通絕緣基板之表面、背面的通孔(through-hole)、或將通孔內以導電體填埋之電流路徑之情形時，來自加熱器之熱會因此電流路徑而擴散，將熱集中傳遞至熔絲元件一事變得困難，導致熔絲元件之速熔斷性惡化。

因此，本發明之目的在提供一種能因應大電流且在不妨礙小型化之情形下將來自加熱器之熱有效率的傳遞至熔絲元件、速熔斷性優異之保護元件。

為解決上述課題，本發明之保護元件，具備：絕緣基板；在該絕緣基板表面彼此對向設置的第1表面電極及第2表面電極；發熱體；電性連接於該發熱體的發熱體引出電極；跨接於該第1表面電極、該第2 表面電極及該發熱體引出電極，因該發熱體之加熱而熔融，將該第1表面電極及該第2表面電極間之電流路徑遮斷的熔絲元件；設在該絕緣基板之背面的第1背面電極及第2背面電極；以及形成在該絕緣基板之側面，將該第1表面電極及該第2表面電極與該第1背面電極及該第2背面電極加以分別連接，在該絕緣基板之表面與背面之間，構成將該第1表面電極及該第2表面電極與該第1背面電極及該第2背面電極加以連接之所有電流路徑的第1側面導電部及第2側面導電部。

又，為解決上述課題，本發明之保護元件，具備：絕緣基板；於該絕緣基板之表面設置成彼此對向的第1表面電極及第2表面電極；發熱體；電性連接於該發熱體的發熱體引出電極；係跨接於該第1表面電極、該第2表面電極及該發熱體引出電極，因該發熱體之加熱而熔融，將該第1表面電極及第2表面電極間之電流路徑遮斷的熔絲元件；設在該絕緣基板之背面的第1背面電極及第2背面電極；以及形成為貫通該絕緣基板之孔，將該第1表面電極及該第2表面電極與該第1背面電極及該第2背面電極分別加以連接，以作為該絕緣基板之表面與背面之間之電流路徑的第1貫通導電部及第2貫通導電部；該第1表面電極及該第2表面電極，分別具有突出至與該第1貫通導電部及第2貫通導電部接觸之區域的第1表面凸部及第2表面凸部。

依據本發明，藉由將絕緣基板之表面與背面加以導通之電流路徑僅配置在絕緣基板之側面，可在不使來自加熱器之熱擴散至通孔等之情形下，將熱集中傳遞至熔絲元件，提升熔絲元件之速熔斷性。又，即使 是在將絕緣基板之表面與背面加以導通之電流路徑作為貫通孔而設置通孔等之情形時，藉由僅形成表面電極突出至電流路徑周邊之表面凸部以縮小表面電極之面積，即能防止往表面電極之熱擴散，將熱集中傳遞至熔絲元件，提升熔絲元件之速熔斷性。

1、20、30、40、50、60‧‧‧熔絲單元

2‧‧‧絕緣基板

2a‧‧‧表面

2b‧‧‧背面

2c‧‧‧第1側面

2d‧‧‧第2側面

2e‧‧‧第3側面

2f‧‧‧第4側面

3‧‧‧第1表面電極

3a‧‧‧第1背面電極

3b、3c、3d、3e‧‧‧第1側面導電部

3f‧‧‧第1表面凸部

3g‧‧‧第1背面凸部

4‧‧‧第2表面電極

4a‧‧‧第2背面電極

4b、4c、4d、4e‧‧‧第2側面導電部

4f‧‧‧第2表面凸部

4g‧‧‧第2背面凸部

5‧‧‧發熱體

6‧‧‧發熱體引出電極

7‧‧‧熔絲元件

7a‧‧‧熔融體

9‧‧‧絕緣體

10‧‧‧第1發熱體電極

10a‧‧‧第3背面電極

10b‧‧‧第3側面導電部

11‧‧‧第2發熱體電極

15‧‧‧第1貫通導電部

16‧‧‧第2貫通導電部

圖1係針對第1實施形態之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖2係圖1所示之A-A’線剖面圖。

圖3係用以說明第1側面導電部之形狀的示意圖、為第1表面電極從上面所視的俯視圖，圖3(A)顯示半圓形狀、圖3(B)顯示矩形槽形狀、圖3(C)顯示半長孔形狀、圖3(D)顯示波槽形狀。

圖4係說明熔絲單元之電路構成的等效電路圖，圖4(A)顯示熔絲單元動作前之狀態、圖4(B)顯示熔絲單元動作後、熔絲元件熔融之狀態。

圖5係顯示圖1中之熔絲單元作動而熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖6係圖5所示之A-A’線剖面圖。

圖7係針對第1變形例之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖8係針對第2變形例之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖9係針對第3變形例之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖10係針對第4變形例之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖11係針對第2實施形態之熔絲單元、透視熔絲元件加以顯示的俯視圖。

圖12係從背面觀察圖11中之熔絲單元的俯視圖。

圖13係圖11所示之A-A’線剖面圖。

圖14係顯示圖11中之熔絲單元作動而熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖15係圖14所示之A-A’線剖面圖。

以下，針對適用本發明之保護元件，就其中之熔絲單元一邊參照圖面一邊詳細的說明之。又，本發明不僅限定於以下實施形態，在不脫離本發明要旨之範圍內，當然可有各種變化。此外，圖面係以示意方式顯示，各尺寸之比率等可能與實物有所差異。具體的尺寸等應參酌下述說明加以判斷。又，各圖面間當然亦有可能包含彼此之尺寸關係或比率相異之部分。

〔第1實施形態〕

第1實施形態之熔絲單元1，如圖1及圖2所示，係例如藉由回流焊表面構裝在鋰離子二次電池之保護電路等之電路基板，據以在鋰離子二次電池之充放電路徑上組裝入熔絲元件7者。

此保護電路，當超過熔絲單元1之額定之大電流流過時，熔絲元件7即因自發熱(焦耳熱)熔斷據以遮斷電流路徑。此外，此保護電路，可藉由設在構裝有熔絲單元1之電路基板等之電流控制元件以既定時序對發熱體5通電，並藉由發熱體5之發熱使熔絲元件7熔斷以遮斷電流路徑。又，圖1係省略外殼顯示熔絲單元1的俯視圖，圖2係此熔絲單元1的剖面圖。

〔熔絲單元〕

熔絲單元1，如圖1及圖2所示，具備：絕緣基板2、於絕緣基板2之表面2a彼此對向設置的第1表面電極3及第2表面電極4、發熱體5、電性連接於發熱體5的發熱體引出電極6、跨接於第1表面電極3、第2表面電極4及發熱體引出電極6並藉由發熱體5之加熱而熔融以遮斷第1表面電極3及第2表面電極4間之電流路徑的熔絲元件7、設在絕緣基板2之背面2b的第1背面電極3a及第2背面電極4a、以及形成在絕緣基板2之側面並分別連接第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面電極3b、在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間、構成將第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面電極3b加以連接之所有電流路徑的第1側面導電部3b及第2側面導電部4b。

又，熔絲單元1，具備：覆蓋發熱體5以阻礙發熱體5與發熱體引出電極6之接觸的絕緣體9、以及設在絕緣基板2之表面2a上、發熱體5兩端的第1發熱體電極10及第2發熱體電極11。發熱體引出電極6，其一端與第2發熱體電極11連接、另一端則連接在熔絲元件7之中途部分。

又，熔絲單元1，具備：設在絕緣基板2之背面2b的第3背面電極10a、與形成在絕緣基板2之側面並將第1發熱體電極10與第3背面電極10a加以連接作為絕緣基板2之表面2a與背面2b間之所有導電路徑的第3側面導電部10b。

此處，絕緣基板2之表面2a與背面2b間之所有電流路徑，係指將第1表面電極3、第2表面電極4及第1發熱體電極10、與第1背面電極3a、第2背面電極4a及第3背面電極10a分別加以連結之電流路徑。因此，係代表僅在絕緣基板2之側面構成電流路徑。換言之，熔絲單元1 係在絕緣基板2之側面以外未形成電流路徑之構造。

具體而言，熔絲單元1中之第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第3側面導電部10b，分別設在絕緣基板2之第1側面2c、第2側面2d及第3側面2e。

熔絲單元1，由於在絕緣基板2之側面以外未形成電流路徑，於絕緣基板之中央部沒有通孔等之電流路徑，因此不會有從發熱體5發出之熱因絕緣基板中央部之通孔等而擴散之情形，可集中加熱熔絲元件7。

〔絕緣基板〕

絕緣基板2，係使用例如氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性之構件形成為方形。除此之外，絕緣基板2亦可使用用於玻璃環氧基板、酚基板等印刷配線基板之材料。於絕緣基板2，以彼此對向之側面為第1側面2c及第2側面2d，其餘之側面為彼此對向之第3側面2e及第4側面2f。

〔第1表面電極及第2表面電極〕

第1表面電極3及第2表面電極4，在絕緣基板2之表面2a上相對向之側緣近旁分別分離配置而開放，藉由熔絲元件7之搭載，透過熔絲元件7電性連接。又，第1表面電極3及第2表面電極4，在超過額定之大電流流過熔絲單元1時熔絲元件7即因自發熱(焦耳熱)而熔斷、或發熱體5伴隨通電而發熱使熔絲元件7熔斷，據以遮斷電流路徑。

如圖1及圖2所示，第1表面電極3及第2表面電極4，分別透過設在絕緣基板2之第1側面2c及第2側面2d之半通孔(half through hole)，與設在背面2b之外部連接電極即第1背面電極3a及第2背面電極4a連接。熔絲單元1，透過此等第1背面電極3a及第2背面電極4a與形成有外部電路之電路基板連接，構成該外部電路之電流路徑之一部分。因此，設在第1側面2c及第2側面2d之半通孔，構成第1側面導電部3b及第2側面導電部4b。

第1表面電極3及第2表面電極4可使用Cu或Ag等之一般電極材料形成。又，於第1表面電極3及第2表面電極4之表面上，最好是有以鍍敷處理等之公知手法塗有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。如此，於熔絲單元1，即能防止第1表面電極3及第2表面電極4之氧化，防止伴隨導通電阻上升之額定變動。

又，當進行熔絲單元1之回流構裝時，在連接熔絲元件7之連接用焊料或熔絲元件7之外層形成有低熔點金屬層之情形時，可防止因該低熔點金屬之熔融而熔蝕(焊料浸蝕)第1表面電極3及第2表面電極4。

〔發熱體〕

發熱體5係通電即發熱、具有導電性之構件，由例如鉻、W、Mo、Ru、Cu、Ag、或以此等為主成分之合金等構成。發熱體5，可藉由將此等之合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等混合後，將作成膏狀之物於絕緣基板2上使用網版印刷技術形成圖案，藉燒成等來形成。此外，發熱體5之一端與第1發熱體電極10連接、另一端與第2發熱體電極11連接。

於熔絲單元1，以覆蓋形成在絕緣基板2之表面2a上之發熱體5之方式配設有絕緣材9，透過此絕緣體9以和發熱體5對向之方式形 成有發熱體引出電極6。為了將發熱體5之熱以良好效率傳遞至熔絲元件7，亦可在發熱體5與絕緣基板2之間積層絕緣體。作為絕緣體9，可使用例如玻璃材料。

發熱體引出電極6之一端連接於第2發熱體電極11、且透過第2發熱體電極11與發熱體5之一端連續。又，第2發熱體電極11形成在絕緣基板2之表面2a側，第1發熱體電極10則從絕緣基板2之表面2a側形成至第3側面2e側。此外，第1發熱體電極10透過形成在第3側面2e之半通孔與形成在絕緣基板2之背面2b之第3背面電極10a連接。因此，形成在第3側面2e之半通孔構成第3側面導電部10b。

發熱體5，藉由熔絲單元1被構裝於電路基板，透過第3背面電極10a與形成在電路基板之外部電路連接。且，發熱體5可以遮斷外部電路之電流路徑的既定時機透過第3背面電極10a被通電而發熱，據以熔斷連接第1表面電極3及第2表面電極4之熔絲元件7。又，發熱體5，因熔絲元件7熔斷而本身之電流路徑亦被遮斷，故停止發熱。

〔發熱體引出電極〕

發熱體引出電極6可使用Cu及Ag等一般的電極材料形成。此外，於發熱體引出電極6之表面上，最好是有以鍍敷處理等之公知手法塗有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。

〔第1發熱體電極及第2發熱體電極〕

第1發熱體電極10及第2發熱體電極11，係在絕緣基板2之表面2a上，藉由相對向之側緣近旁分別分離配置而成開放，藉由發熱體5之搭載，透過發熱體5電性連接。

第1發熱體電極10及第2發熱體電極11可使用Cu及Ag等一般的電極材料形成。此外，於第1發熱體電極10及第2發熱體電極11之表面上，最好是有以鍍敷處理等之公知手法塗有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。

又，此處，第1背面電極3a及第1側面導電部3b可使用與第1表面電極3相同之材料形成，第2背面電極4a及第2側面導電部4b可使用與第2表面電極4相同之材料形成，第3背面電極10a及第3側面導電部10b可使用與第1發熱體電極10相同之材料形成。

〔熔絲元件〕

熔絲元件7，係由可藉由發熱體5之發熱迅速熔斷之材料構成，非常適合使用例如焊料、或以Sn為主成分之無鉛焊料等之低熔點金屬。

又，熔絲元件7可使用In、Pb、Ag、Cu或以此等中之任一者為主成分之合金等的高熔點金屬，或者亦可以是以低熔點金屬層為內層、高熔點金屬層為外層等之低熔點金屬與高熔點金屬之積層體。藉由高熔點金屬與低熔點金屬之含有，在回流構裝熔絲單元1時，即使回流溫度超過低熔點金屬之熔融溫度而使低熔點金屬熔融，亦能抑制低熔點金屬往外部之流出，維持熔絲元件7之形狀。此外，在熔斷時，因低熔點金屬熔融而融而熔蝕(焊料熔蝕)高熔點金屬，能以高熔點金屬之熔點以下之溫度迅速的熔斷。

又，熔絲元件7係透過焊料等連接於發熱體引出電極6及第1表面電極3及第2表面電極4。熔絲元件7，可藉由回流焊容易地連接。熔絲元件7，藉由被搭載於發熱體引出電極6上而與發熱體引出電極6重 疊，此外，亦與發熱體5重疊。又，跨接在第1表面電極3及第2表面電極4之間之熔絲元件7，在第1表面電極3與第2表面電極4之間熔斷，將第1表面電極3及第2表面電極4間加以遮斷。亦即，熔絲元件7，其中央部被發熱體引出電極6支承、且被發熱體引出電極6支承之中央部為熔斷部。

又，熔絲元件7為防止氧化、提升濕潤性等，塗布有未圖示之助焊劑。熔絲元件7，藉由保持助焊劑，能防止熔絲元件7之氧化及伴隨氧化之熔斷溫度之上升，抑制熔斷特性之變動，迅速地熔斷。

〔側面導電部〕

接著，針對第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第2側面導電部10b，進行詳細說明。

第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第2側面導電部10b可使用Cu及Ag等之一般的電極材料形成。此外，第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第2側面導電部10b之表面上，最好是有以鍍敷處理等之公知手法塗有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。

其次，針對第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第2側面導電部10b之形狀，根據圖3進行說明。又，以下，雖僅說明第1側面導電部3b，但因第2側面導電部4b及第2側面導電部10b之皆可做成相同形狀，故省略說明。

圖3(A)所示之第1側面導電部3b，係對絕緣基板2施加半圓形狀之切口以形成凹部，於此凹部進行導電材料之圖案化而形成。第1側面導電部3b係所謂的半通孔，在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間將 第1表面電極3與第1背面電極3b加以電性連接。

圖3(A)所示之第1側面導電部3b，可在將絕緣基板2從未圖示之母基板切出時，在相鄰之個別的絕緣基板間設置圓形貫通孔，以此貫通孔為界線切出各絕緣基板，以形成為半圓形狀之凹部。由於貫通孔可在形成母基板時之模具中設置圓柱形狀之突起以簡單地作成，故製造容易。

又，亦可將第1側面導電部3b形成為其他形狀，例如，圖3(B)所示之第1側面導電部3c係在絕緣基板2施加矩形槽狀之缺口以形成凹部，於此凹部進行導電材料之圖案化而形成。第1側面導電部3c係在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間，將第1表面電極3與第1背面電極3b加以電性連接。

圖3(B)所示之第1側面導電部3c，可在將絕緣基板2從未圖示之母基板切出時在個別之絕緣基板間設置矩形貫通孔，以此貫通孔為界線切出各絕緣基板，據以形成矩形槽形狀之凹部。由於貫通孔可在形成母基板時之模具中設置矩角柱形狀之突起以簡單地作成，故製造容易。

圖3(B)所示之第1側面導電部3c，與圖3(A)所示之第1側面導電部3b相較，可在絕緣基板2之第1側面2c取得較大的凹部面積，其結果能加寬電流路徑之寬度、降低電阻值，因此為因應大電流是非常合適的。

又，亦可將第1側面導電部3b進一步以其他形狀形成，例如，圖3(C)所示之第1側面導電部3d，係於絕緣基板2施加半長孔形狀之切口以形成凹部，於此凹部進行導電材料之圖案化而形成。第1側面導 電部3d，在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間，將第1表面電極3與第1背面電極3b加以電性連接。

圖3(C)所示之第1側面導電部3d，可在將絕緣基板2從未圖示之母基板切出時在相鄰之個別絕緣基板間設置長孔形之貫通孔，以此貫通孔為界線切出各絕緣基板，以形成半長孔形狀之凹部。由於貫通孔可在形成母基板時之模具中設置對應矩長孔形狀之柱狀突起以簡單地作成，故製造容易。

圖3(C)所示之第1側面導電部3d，與圖3(A)所示之第1側面導電部3b相較，可在絕緣基板2之第1側面2c取得較大的凹部面積，其結果能加寬電流路徑之寬度、降低電阻值，因此為因應大電流是非常合適的。

又，亦可將第1側面導電部3b進一步以其他形狀形成，例如，圖3(D)所示之第1側面導電部3e，係於絕緣基板2施加波槽形狀之切口以形成凹部，於此凹部進行導電材料之圖案化而形成。第1側面導電部3e，在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間，將第1表面電極3與第1背面電極3b加以電性連接。

圖3(D)所示之第1側面導電部3e，可在將絕緣基板2從未圖示之母基板切出時在相鄰之個別絕緣基板間設置波狀之長孔形貫通孔，以此貫通孔為界線切出各絕緣基板，據以形成波槽形狀之凹部。由於貫通孔可在形成母基板時之模具中設置對應波狀長孔形之柱狀突起以簡單地作成，故製造容易。

圖3(D)所示之第1側面導電部3e，與圖3(A)所示之第 1側面導電部3b相較，在絕緣基板2之第1側面2c能取得較大的凹部面積，其結果能加寬電流路徑之寬度、降低電阻值，因此為因應大電流是非常合適的。

針對上述各凹部之形狀整理如下，亦即，藉由將絕緣基板2之側面以包含曲面之非平面來構成，能取得較大的凹部面積，其結果能加寬電流路徑之寬度、降低電阻值，因此可以說為因應大電流是非常合適的。

又，熔絲單元1可實現小型且高額定之保護元件，例如絕緣基板2之尺寸為3~4mm×5~6mm程度之小型，但卻能謀求電阻值為0.5~1mΩ、50~60A額定之高額定化。此外，本發明當然可適用於具備任何有尺寸、電阻值及電流額定之保護元件。本實施例中，絕緣基板2之尺寸為2.7mm×1.8mm。

又，熔絲單元1，在絕緣基板2之表面2a上安裝有保護內部並防止熔融之熔絲元件7之飛散之未圖示的罩構件。罩構件，具有搭載在絕緣基板2之表面2a上的側壁、與構成熔絲單元1之上面的頂面。此罩構件，可使用例如熱可塑性塑膠、陶瓷、玻璃環氧基板等具有絕緣性之構件形成。又，本發明之特徵構造由於係在罩構件內部之構造，因此之後之說明中，針對此罩構件不再提及。

〔電路構成〕

接著，說明熔絲單元1之電路構成、與通電路徑之遮斷動作。熔絲單元1，如圖1及圖4(A)所示，從第1表面電極3跨至第2表面電極4連接有熔絲元件7，於熔絲元件7之中途部分連接發熱體引出電極6。又，發熱體引出電極6，在與熔絲元件7連接之側之相反側，依序連接於第2發熱 體電極11、發熱體5、第1發熱體電極10。因此，熔絲單元1，可以說是將從第1表面電極3、第2表面電極4及第1發熱體電極10，分別透過第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第2側面導電部10b連接之第1背面電極3a、第2背面電極4a及第3背面電極10a作為外部端子的3端子元件。

熔絲單元1，係構成為主電路之電流從第1表面電極3流向第2表面電極4，在從第1發熱體電極10流過電流時，發熱體5發熱，如圖5、圖6及圖4(B)所示，熔絲元件7熔融、熔融體7a凝結在發熱體引出電極6上，熔絲元件7被切斷。據此，於熔絲單元1，第1表面電極3及第2表面電極4間之電流路徑被遮斷，且對發熱體5之電流路徑亦被遮斷。

〔變形例1〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖4所說明者相同，故省略說明。

變形例1之熔絲單元20，如圖7所示，第1表面電極3延伸至絕緣基板2之第4側面2f，不設置第1側面導電部3b而將第1側面導電部3b1設在絕緣基板2之第4側面2f，第2表面電極4延伸至絕緣基板2之第3側面2e，不設置第2側面導電部4b而將第2側面導電部4b1設在絕緣基板2之第3側面2e，並將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在絕緣基板2之對角位置。

又，雖省略圖示，熔絲單元20，在絕緣基板2之背面2b側，第1背面電極3a延伸至絕緣基板2之第4側面2f而與第1側面導電部3b1連接，第2背面電極4a延伸至絕緣基板2之第3側面2e而與第2側面導電 部4b1連接。

於熔絲單元20，由於將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在遠離發熱體5之位置，因此防止來自發熱體5之熱之擴散的效果變高，易使熱集中於熔絲元件7。

〔變形例2〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖4所說明者相同，故省略說明。

變形例2之熔絲單元30，如圖8所示，第1表面電極3延伸至絕緣基板2之第4側面2f，雖具備第1側面導電部3b但亦將第1側面導電部3b1設在絕緣基板2之第4側面2f，第2表面電極4延伸至絕緣基板2之第3側面2e，雖具備第2側面導電部4b但亦將第2側面導電部4b1設在絕緣基板2之第3側面2e，將第1側面導電部3b及第2側面導電部4b配置在對向位置、並將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在絕緣基板2之對角位置。

又，雖省略圖示，但熔絲單元30，在絕緣基板2之背面2b側，第1背面電極3a延伸至絕緣基板2之第4側面2f而與第1側面導電部3b1連接，第2背面電極4a延伸至絕緣基板2之第3側面2e而與第2側面導電部4b1連接。

於熔絲單元30，除第1側面導電部3b及第2側面導電部4b外，亦具有第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1，因此電流路徑成為複數處，電流路徑整體可降低電阻值。因此，熔絲單元30，能藉由電流路 徑之電阻值之降低，因應大電流。

〔變形例3〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖4所說明者相同，故省略說明。

變形例3之熔絲單元40，如圖9所示，在絕緣基板2之第1側面2c設有第1側面導電部3b2與第1側面導電部3b3之2個通電路徑，在絕緣基板2之第2側面2d設有第2側面導電部4b2與第2側面導電部4b3之2個電流路徑，並分別將第1側面導電部3b2及第2側面導電部4b2配置在對向位置，將第1側面導電部3b3及第2側面導電部4b3配置在對向位置。

又，雖省略圖示，但熔絲單元40，在絕緣基板2之背面2b側，第1背面電極3a與第1側面導電部3b2及第1側面導電部3b3連接，第2背面電極4a與第2側面導電部4b2及第2側面導電部4b3連接。

於熔絲單元40，由於係將第1側面導電部3b及第2側面導電部4b，分別做成第1側面導電部3b2、第1側面導電部3b3及第2側面導電部4b2、第2側面導電部4b3之複數個構成，因此電流路徑成為複數處，可降低電流路徑整體之電阻值。從而，熔絲單元40，能藉由電流路徑之電阻值之降低，因應大電流。

又，於熔絲單元40，係將第1側面導電部3b2、第1側面導電部3b3及第2側面導電部4b2、第2側面導電部4b3分別設置在絕緣基板2之第1側面2c及第2側面2d，亦即，分別設在同一側面。由於從母基板切出絕緣基板時之分斷處係作為貫通孔挖出之處，因此在貫通孔排列複數 個之部分之切斷作業可容易地進行。

〔變形例4〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖4所說明者相同，故省略說明。

變形例4之熔絲單元50，如圖10所示，第1表面電極3延伸至絕緣基板2之第3側面2e，未設置第1側面導電部3b而將第1側面導電部3b4設在絕緣基板2之第3側面2e，第2表面電極4延伸至絕緣基板2之第3側面2e，未設置第2側面導電部4b而將第2側面導電部4b4設在絕緣基板2之第3側面2e，包含第3側面導電部10b、將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在絕緣基板2之第3側面2e，亦即配置在同一側面。

又，雖省略圖示，但熔絲單元50，於絕緣基板2之背面2b側，第1背面電極3a延伸至絕緣基板2之第3側面2e而與第1側面導電部3b4連接，第2背面電極4a延伸至絕緣基板2之第3側面2e而與第2側面導電部4b4連接。

於熔絲單元50，因包含第3側面導電部10b、將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在絕緣基板2之同一側面，因此在從母基板切出絕緣基板時之分斷處係作為貫通孔而挖掉之處，因此切斷作業能容易地進行

進一步的，於熔絲單元50，包含第3側面導電部10b、將第1側面導電部3b1及第2側面導電部4b1配置在絕緣基板2之同一側面，因 此在對電路基板之構裝時，連接用焊料是否被第3側面導電部10b、第1側面導電部3b4及第2側面導電部4b4吸起來而正常的進行電性連接的目視確認作業，僅需觀察一側面即結束，因此能簡化連接確認行程。

〔第2實施形態〕

接著，針對第2實施形態之熔絲單元60，使用圖11至圖15加以說明。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖4所說明者相同，故省略說明。

此保護電路，當超過熔絲單元60之額定之大電流流過時，熔絲元件7即因自發熱(焦耳熱)熔斷據以遮斷電流路徑。此外，此保護電路，可藉由設在構裝有熔絲單元1之電路基板等之電流控制元件以既定時序對發熱體5通電，並藉由發熱體5之發熱使熔絲元件7熔斷以遮斷電流路徑。又，圖11省略外殼顯示熔絲單元60的俯視圖，圖12係此熔絲單元60從背面側觀察時的俯視圖，圖13則係此熔絲單元60的剖面圖。。

〔熔絲單元〕

熔絲單元60，如圖11至圖13所示，具備：絕緣基板2、於絕緣基板2之表面2a彼此對向設置的第1表面電極3及第2表面電極4、發熱體5、電性連接於發熱體5的發熱體引出電極6、跨接於第1表面電極3、第2表面電極4及發熱體引出電極6並藉由發熱體5之加熱而熔融以遮斷第1表面電極3及第2表面電極4間之電流路徑的熔絲元件7、設在絕緣基板2之背面2b的第1背面電極3a及第2背面電極4a、以及作為貫通絕緣基板2之孔而形成以將第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面 電極4a分別加以連接、作為在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間之電流路徑的第1貫通導電部15及第2貫通導電部16，第1表面電極3及上述第2表面電極4分別具有突出至與第1貫通導電部15及第2貫通導電部16接觸之區域的第1表面凸部3f及第2表面凸部4f。

又，熔絲單元60，具備覆蓋發熱體5以妨礙發熱體5與發熱體引出電極6之接觸的絕緣體9、與在絕緣基板2上設在發熱體5兩端之第1發熱體電極10及第2發熱體電極11。發熱體引出電極6，一端與第2發熱體電極11連接、另一端則連接在熔絲元件7之中途部分。

又，熔絲單元60，如圖12所示，第1背面電極3a及第2背面電極4a分別具有突出至與上述第1貫通導電部15及第2貫通導電部16接觸之區域的第1背面凸部3g及第2背面凸部4g。

又，熔絲單元60，具有形成在絕緣基板2之側面，將第1表面電極3及第2表面電極4與第1背面電極3a及第2背面電極3b分別加以連接，在絕緣基板2之表面2a與背面2b之間，作為電流路徑之第1側面導電部3b及第2側面導電部4b。

具體而言，熔絲單元60中之第1側面導電部3b、第2側面導電部4b及第3側面導電部10b，分別設在絕緣基板2之第1側面2c、第2側面2d及第3側面2e。

此處，第1表面凸部3f及第2表面凸部4f，係就第1表面電極3、第2表面電極4，顯示將第1實施例中說明之熔絲單元1之矩形之一部分中、對應第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之區域以外之接近發熱體5之部分切掉所形成之構造。又，換言之，亦可以說是為連接第1 表面電極3與第1貫通導電部15而從第1表面電極3之主部突出之區域。

熔絲單元60，除了絕緣基板2之第1側面2c及第2側面2d外，亦具有貫通絕緣基板2之電流路徑，就電流路徑整體而言，為降低電阻值而因應大電流變得容易。

又，熔絲單元60，在第1表面電極3、第2表面電極4中接近發熱體5之側，僅在對應第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之區域形成有第1表面凸部3f及第2表面凸部4f，因此從發熱體5發出之熱不致擴散至第1表面電極3及第2表面電極4，能集中加熱熔絲元件7。

又，熔絲單元60，由於在第1背面電極3a、第2背面電極4a中接近發熱體5側，與第1表面電極3及第2表面電極4同樣的，僅在對應第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之區域形成有第1背面凸部3g及第2表面凸部4g，因此從發熱體5發出之熱不致擴散至第1背面電極3a及第2背面電極4a，能集中加熱熔絲元件7。

第2實施形態之熔絲單元60，由於發熱體5係配設在絕緣基板2之表面2a，故因第1表面凸部3f及第2表面凸部4f形成之熱擴散防止效果特別的大。

因此，發熱體5設在絕緣基板2之表面2a之熔絲單元，只要至少第1表面電極3及第2表面電極4具有第1表面凸部3f及第2表面凸部4f即可，不設置第1背面凸部3g及第2背面凸部4g亦可。

又，發熱體5設在絕緣基板2之背面2b之熔絲單元，透過第1背面凸部3g及第2背面凸部4g之熱擴散防止效果特別的大。

因此，發熱體5設在絕緣基板2之背面2b之熔絲單元，只 要至少第1背面電極3a及第2背面電極4a具有第1背面凸部3g及第2背面凸部4g即可，不設置第1表面凸部3f及第2表面凸部4f亦可。

此處，第1貫通導電部15及第2貫通導電部16為通孔，尤其是藉由做成將孔內部以導電材料充填之填埋通孔，即能提高電流路徑整體之電阻值降低效果。

此處，在透過第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之電阻值減低效果高的情形時，雖然可不設置第1側面導電部3b及第2側面導電部4b來構成熔絲單元，但為了使構裝至電路基板等之狀態更為確實，將之留下作為用以吸起接著用焊料之半通孔較佳。

又，於熔絲單元60，第1貫通導電部15及第2貫通導電部16分別設有2個。因此，於熔絲單元60，對應第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之第1表面凸部3f及第2表面凸部4f及第1背面凸部3g及第2背面凸部4g亦設置有2個。

又，第1貫通導電部15及第2貫通導電部16之設置數量、貫通孔之形狀及直徑，可在調整電流路徑之電阻值後適當的加以變更，不限定於本實施形態之記載。

〔總結〕

如以上之第1實施形態與各變形例及第2實施形態所說明之熔絲單元，除能防止熱從發熱體往熔絲元件以外之擴散，且能降低導電路徑整體之電阻值，在因應大電流之同時亦能達成元件之小型化。

又，第1實施形態之熔絲單元之構造，可以是適當組合上述各變形例之構造，例如，側面導電部之形狀、數量、配置位置等當然是可 以任意組合使用。

1‧‧‧熔絲單元

2‧‧‧絕緣基板

2a‧‧‧表面

2c‧‧‧第1側面

2d‧‧‧第2側面

2e‧‧‧第3側面

2f‧‧‧第4側面

3‧‧‧第1表面電極

3b‧‧‧第1側面導電部

4‧‧‧第2表面電極

4b‧‧‧第2側面導電部

5‧‧‧發熱體

6‧‧‧發熱體引出電極

7‧‧‧熔絲元件

9‧‧‧絕緣體

10‧‧‧第1發熱體電極

10b‧‧‧第3側面導電部

11‧‧‧第2發熱體電極

Claims (13)

1. 一種保護元件，具備：絕緣基板；第1表面電極及第2表面電極，係在該絕緣基板表面彼此對向設置；發熱體；第1發熱體電極及第2發熱體電極，係電性連接於該發熱體之兩端；發熱體引出電極，係電性連接於該第2發熱體電極；熔絲元件，跨接於該第1表面電極、該第2表面電極及該發熱體引出電極，因該發熱體之加熱而熔融，將該第1表面電極及該第2表面電極間之電流路徑遮斷；第1背面電極、第2背面電極、及第3背面電極，係設在該絕緣基板之背面；以及第1側面導電部、第2側面導電部、及第3側面導電部，係形成在該絕緣基板之側面，將該第1表面電極、該第2表面電極、及該第1發熱體電極與該第1背面電極、該第2背面電極、及該第3背面電極加以分別連接，在該絕緣基板之表面與背面之間，構成將該第1表面電極、該第2表面電極、及該第1發熱體電極與該第1背面電極、該第2背面電極、及該第3背面電極加以連接之所有電流路徑。
2. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該絕緣基板，在對應該第1表面電極及該第2表面電極之側面設有凹部，於該凹部形成有該第1側面導電部及該第2側面導電部。
3. 如申請專利範圍第2項之保護元件，其中，該第1側面導電部及該 第2側面導電部分別設置在該絕緣基板之彼此對向之側面。
4. 如申請專利範圍第3項之保護元件，其中，該第1側面導電部及該第2側面導電部分別設置在彼此對向之位置。
5. 如申請專利範圍第3項之保護元件，其中，該第1側面導電部及該第2側面導電部分別設置在從彼此對向之位置偏置之位置。
6. 如申請專利範圍第2項之保護元件，其中，該第1側面導電部及該第2側面導電部設置在該絕緣基板之同一側面。
7. 如申請專利範圍第2至6項中任一項之保護元件，其中，該第1側面導電部或該第2側面導電部分別設置有複數個。
8. 如申請專利範圍第2至6項中任一項之保護元件，其中，該凹部係半通孔。
9. 如申請專利範圍第2至6項中任一項之保護元件，其中，該凹部係將該絕緣基板之側面以包含曲面之非平面構成。
10. 一種保護元件，具備：絕緣基板；第1表面電極及第2表面電極，係於該絕緣基板之表面設置成彼此對向；發熱體；發熱體引出電極，係電性連接於該發熱體；熔絲元件，係跨接於該第1表面電極、該第2表面電極及該發熱體引出電極，因該發熱體之加熱而熔融，將該第1表面電極及第2表面電極間 之電流路徑遮斷；第1背面電極及第2背面電極，係設在該絕緣基板之背面；以及第1貫通導電部及第2貫通導電部，係形成為貫通該絕緣基板之孔，將該第1表面電極及該第2表面電極與該第1背面電極及該第2背面電極分別加以連接，以作為該絕緣基板之表面與背面之間之電流路徑；該第1表面電極及該第2表面電極，分別具有突出至與該第1貫通導電部及第2貫通導電部接觸之區域的第1表面凸部及第2表面凸部。
11. 如申請專利範圍第10項之保護元件，其中，該第1背面電極及該第2背面電極，分別具有突出至與該第1貫通導電部及第2貫通導電部接觸之區域之第1背面凸部及第2背面凸部。
12. 如申請專利範圍第10或11項之保護元件，其中，該第1貫通導電部及第2貫通導電部係通孔。
13. 如申請專利範圍第10或11項之保護元件，其中，該第1貫通導電部及第2貫通導電部係以導電材料充填孔內部之填埋通孔。

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